Li-ion Batteries for RC Airplanes & Fixed-Wing Aircraft

למה להשתמש בסוללות Li-ion במטוסים על שלט רחוק?

מטוסים בעלי כנף קבועה עשויים להתאים במיוחד ל-סוללות Li-ion, משום שמטוס יעיל זקוק בדרך כלל להספק נמוך בהרבה כדי להישאר בשיוט אופקי מאשר במהלך השיגור, ההמראה או הטיפוס. לאחר התייצבות הטיסה, כנף שתוכננה היטב יכולה להמיר את האנרגיה האגורה בסוללה למרחק שימושי ולזמן פעולה ביעילות גבוהה מאוד.

דרישה זו לסוללה שונה מזו של יישומים הנשלטים על ידי האצה חוזרת בזרם גבוה. במקום להתמקד רק ביכולת הפריקה המרבית, מערכות כנף קבועה לשהייה ממושכת באוויר נותנות ערך רב יותר ל-וואט-שעה, משקל הסוללה, צפיפות האנרגיה והזרם השמיש בעומסי שיוט רגילים.

לכן Li-ion אטרקטיבית במיוחד כאשר המטוס יעיל מבחינה חשמלית במידה שמאפשרת לו לנצל את האנרגיה האגורה הזמינה בלי לחרוג ממגבלות הזרם או הטמפרטורה של הסוללה במהלך ההמראה, הטיפוס או חלקים אחרים של הטיסה שבהם העומס גבוה יותר.

אילו מטוסים על שלט רחוק מתאימים לסוללות Li-ion?

סוג המטוס לבדו אינו מבטיח התאמה של הסוללה. לשני מטוסים בגודל דומה עשויים להיות זרמי הנעה שונים מאוד, ולכן העומס החשמלי בפועל חשוב יותר מקטגוריית הדגם הכללית.

18650 או 21700 למטוס על שלט רחוק?

בבחירת סוללה למטוס, יש להתייחס ל-18650 ול-21700 כאל אפשרויות לפורמט תאים ולא כאל יישומים נפרדים. כל אחד מהפורמטים עשוי להתאים למטוס בעל כנף קבועה, כאשר הסוללה המורכבת מספקת את השילוב הנכון של קיבולת, יכולת זרם, מידות ומשקל.

תאי 18650 מספקים פורמט גלילי קטן יותר, שיכול להתאים כאשר צורת הסוללה והמסה של כל תא חשובות. פלטפורמות 21700 מודרניות מספקות נפח פנימי גדול יותר לתא ויכולות להציע קיבולת גבוהה יותר או איזון שונה בין אנרגיה להספק שמיש.

אל תבחרו סוללה רק משום שהיא משתמשת בפורמט תאים חדש או גדול יותר. השוו בין מספר הוואט-שעה, המשקל בפועל, יכולת הזרם והמידות של המארז המורכב לבין דרישות כלי הטיס.

סוללות ליתיום־יון 4S למטוסי RC

סוללת מטוס ליתיום־יון 4S יכולה להתאים למטוסים שתוכננו סביב מערכת חשמלית של ארבעה תאים המחוברים בטור, במיוחד לכנפיים יעילות, לדאונים ולפלטפורמות כנף קבועה שבהן זמן פעולה ממושך הוא יעד חשוב.

בפלטפורמת CNHL 21700, מארזי 4S1P קומפקטיים מספקים נקודת התחלה קלה יותר, בעוד שתצורות 4S2P מגדילות באופן משמעותי את הקיבולת הכוללת ואת האנרגיה המאוחסנת. הסוללה הגדולה יותר משתלמת רק כאשר המטוס יכול לשאת ביעילות את הגודל והמסה הנוספים שלה.

למשתמשים שמשווים באופן ספציפי את הפלטפורמה הגלילית החדשה יותר, עיינו ב־מגוון סוללות ליתיום־יון 4S 21700.

סוללות ליתיום־יון 6S למטוסי RC

סוללת ליתיום־יון 6S מספקת אפשרות נוספת למערכות כנף קבועה שתוכננו סביב שש קבוצות תאים המחוברות בטור. מארזי 6S1P קומפקטיים עשויים להיות מעניינים במיוחד כאשר מערכת מתח גבוהה משולבת בטיסת שיוט יעילה ובמסת סוללה נמוכה יחסית.

תצורות 6S2P ו־6S3P הגדולות יותר מספקות בהדרגה יותר אנרגיה מאוחסנת וחלוקת זרם, ומתאימות באופן טבעי למטוסי כנף קבועה גדולים יותר ולמערכות כטב״ם בעלות זמן שהייה ממושך. הקיבולת הנוספת פירושה גם משקל סוללה גדול בהרבה, ולכן ההתקנה ומרווח המטען השימושי הופכים חשובים יותר ויותר.

השוו את מגוון סוללות ליתיום־יון 6S 21700 המלא בתצורות 1P, 2P ו־3P.

איזו קיבולת דרושה למטוס RC?

אין ערך mAh אידיאלי יחיד למטוס RC. יש לבחור את הקיבולת יחד עם המתח, משקל המטוס, יעילות מערכת ההנעה והמקום הזמין לסוללה.

מארז גדול יותר משפר את זמן הטיסה השימושי רק אם האנרגיה הנוספת עולה על הפגיעה האווירודינמית ועל ההשפעה של מערכת ההנעה הנגרמות מנשיאת מסת הסוללה הנוספת. לכן ואט־שעה ומשקל המארז בפועל משמעותיים לעיתים קרובות יותר מ־mAh לבדו.

50D לעומת 65E במטוסי כנף קבועה

בתוך משפחת ה‑21700 של CNHL, פלטפורמות ה‑50D בקיבולת 5000mAh וה‑65E בקיבולת 6350mAh מציעות שני כיווני בחירה שונים של סוללות למטוסים.

הבחנה זו חלה באופן ספציפי על פלטפורמות התאים מסוג 21700, ואינה אומרת שכל סוללת Li-ion למטוסים חייבת להשתמש באחד מסוגי התאים האלה. מפרט הסוללה הסופי הוא הגורם הקובע.

סוללות Li-ion לכנפי FPV

כנפי FPV הן אחד מהיישומים המתאימים ביותר לסוללות Li-ion גליליות במטוסי כנף קבועה. לאחר שהמטוס מגיע לשיוט יעיל, דרישת ההספק יכולה להיות צנועה יחסית למרחק שנגמע, ולכן הוואט־שעה האגורים הופכים לבעלי ערך מיוחד.

מארזי Li-ion קומפקטיים יכולים לסייע בשמירה על משקל נמוך של המטוס, בעוד שתצורות מקביליות גדולות יותר יכולות לספק זמן שהייה ארוך משמעותית בכנפיים עם מספיק מקום לסוללה ויכולת נשיאה מתאימה.

זרם ההמראה, זרם הטיפוס, מיקום הסוללה ומרכז הכובד דורשים תשומת לב מיוחדת. כנף שמשייטת ביעילות עדיין עשויה לדרוש זרם גבוה משמעותית במהלך ההמראה או בטיפוס תלול.

סוללות Li-ion לדאונים ולמטוסי מפרש

דאונים חשמליים ומטוסי מפרש יכולים גם הם להתאים במיוחד לסוללות Li-ion, משום שמערכת ההנעה עשויה לשמש בעיקר לטיפוס, בעוד שחלק גדול מהטיסה מתבצע בדאייה או בדאייה תרמית בהספק נמוך מאוד.

עבור מטוסים אלה, סוללה בעלת צפיפות אנרגיה גבוהה יכולה לספק מספר טיפוסים או זמן הפעלה ממושך של המערכות שעל המטוס, ללא צורך בפריקה רציפה בהספק גבוה. עם זאת, זרם הטיפוס כשהמנוע פועל עדיין חייב להישאר במסגרת המגבלות של הסוללה.

משקל הסוללה ומיקומה יכולים גם הם להשפיע משמעותית על ביצועי דאונים, לכן מארז בעל הקיבולת הגדולה ביותר אינו בהכרח הבחירה היעילה ביותר.

סוללות מטוסים מסוג Li-ion: XT60 לעומת XT90

סוללות המטוסים מסוג Li-ion של CNHL עשויות להשתמש ב‑XT60 או ב‑XT90, בהתאם למארז ולמערכת החיבורים המיועדת. XT60 נפוץ בכנפי FPV ובדגמים רבים של מטוסי כנף קבועה יעילים, בעוד XT90 נמצא לעיתים קרובות במערכות ההנעה של מטוסים גדולים יותר וכלי טיס בלתי מאוישים.

אין לפרש את XT90 כגרסה בעלת הספק גבוה יותר של סוללה זהה מכל בחינה אחרת. אם שתי סוללות משתמשות באותם תאים ובאותה תצורת S/P, יכולת הזרם הבסיסית ברמת התא אינה גדלה רק עקב החלפת המחבר.

מדוע משקל הסוללה ומרכז הכובד חשובים כל כך במטוסים בעלי כנף קבועה

בחירת סוללה למטוס בעל כנף קבועה אינה רק החלטה חשמלית. סוללה כבדה יותר משנה את המשקל הכולל של המטוס, ועשויה גם להזיז את מרכז הכובד בהתאם למיקומה בתוך גוף המטוס או הכנף.

סוללה בעלת יותר ואט-שעה עשויה תאורטית לאגור יותר אנרגיית טיסה, אך מסה נוספת יכולה להעלות את מהירות ההזדקרות, לשנות את התנהגות ההמראה והנחיתה ולדרוש יותר הספק ממערכת ההנעה. אם הסוללה גם מוציאה את המטוס מטווח מרכז הכובד המיועד שלו, הקיבולת הנוספת עלולה ליצור בעיית שליטה במקום יתרון של זמן טיסה ממושך.

יש לקבע תמיד את הסוללה במיקום המיועד לה במהלך הטיסה ולוודא את מרכז הכובד לאחר שינוי גודל הסוללה, הכימיה או המשקל.

Li-ion לעומת LiPo במטוסי RC

אף אחת מהכימיות אינה טובה יותר באופן אוניברסלי למטוסים. הבחירה הנכונה תלויה בשאלה אם המטוס מפיק תועלת רבה יותר מזמן טיסה המתמקד באנרגיה או מיכולת גבוהה יותר לספק זרם גבוה באופן חוזר.

האם אפשר להחליף סוללת LiPo של מטוס RC בסוללת Li-ion?

אין להתייחס לסוללת Li-ion כתחליף ישיר רק משום שיש לה אותו מספר S ואותו מחבר כמו לסוללת ה-LiPo המקורית. כימיית הסוללה, התנהגות המתח, יכולת הזרם, הממדים הפיזיים והמשקל עשויים להיות שונים.

לפני שינוי כימיית הסוללה, יש לבדוק:

• האורך, הרוחב והגובה השימושיים של תא הסוללה;
• משקל הסוללה בפועל ומרכז הכובד הסופי של המטוס;
• טווח המתח הנתמך של בקר המהירות;
• זרם במצערת מלאה;
• זרם שיוט רגיל;
• שילוב המנוע והמדחף;
• סוג המחבר והקוטביות;
• מרווחים לחוטים ולמחברים;
• קירור הסוללה וזרימת האוויר;
• אזהרה או התנהגות ניתוק במתח נמוך;
• משקל ההמראה ומאפייני הנחיתה.

כאשר אחד מהגורמים האלה אינו ידוע, יש לוודא אותו לפני שמחשיבים את סוללת ה-Li-ion כחלופה מתאימה.

כיצד לבחור סוללת Li-ion למטוס RC

תהליך בחירה מעשי הוא להשוות את הסוללה למטוס השלם, במקום לבחור לפי mAh בלבד:

• מתח / מספר תאים בטור (S): יש להתאים את טווח ההפעלה בפועל של הסוללה למערכת המנוע וה-ESC.
• יכולת זרם: יש להביא בחשבון את דרישות ההמראה, השיגור, הטיפוס וההפעלה במצערת מלאה, כמו גם את הזרם הנדרש לשיוט יעיל.
• קיבולת ו-Wh: יש להשוות כמה אנרגיה אצורה הסוללה באמת מספקת.
• משקל ו-Wh/kg: יש להעריך אם האנרגיה הנוספת מצדיקה את המשקל שמתווסף למטוס.
• מידות הסוללה: יש לוודא התאמה פיזית בלי להפעיל כוח על פתח הגישה או על תא הסוללה.
• מרכז הכובד: יש לוודא את מרכז הכובד כשהסוללה מקובעת במיקום הטיסה שלה.
• מחבר: יש להתאים את XT60, XT90 או מחבר אחר למערכת המותקנת ולוודא את הקוטביות.
• קירור: יש לספק זרימת אוויר מספקת בהתאם לזרם ולמשך הטיסה המתוכננים.

למוצרי Li-ion גליליים שאינם מיועדים ספציפית למטוסים, עיינו במגוון סוללות ה-Li-ion של CNHL. ניתן להשוות גם מטוסים גדולים יותר המיועדים למשימות במגוון סוללות ה-Li-ion לרחפני UAV שלנו.

טעינה ובטיחות של סוללת Li-ion למטוס

השתמשו במטען ובמצב טעינה המתאימים בדיוק לסוללת ה-Li-ion. יש לפעול לפי מתח הטעינה המרבי וזרם הטעינה המומלץ שצוינו עבור הסוללה המורכבת.

אין להניח שסוללת Li-ion משתמשת באותן הגדרות טעינה או מתנהגת באותו אופן מבחינת מתח כמו סוללת LiPo או LiHV בעלת אותו מספר תאים בטור (S). יש לוודא את הכימיה של הסוללה ואת פרמטרי הטעינה לפני השימוש.

בדקו את הסוללה, את הכבלים ואת המחבר לפני טעינה או טיסה. אין להשתמש בסוללה שניזוקה, התחממה יתר על המידה או מציגה חריגה חשמלית, ולעולם אין לחרוג ממגבלות המתח, הזרם או הטמפרטורה שצוינו עבורה.

שאלות נפוצות: סוללות Li-ion למטוסי RC

האם סוללות Li-ion טובות למטוסי RC?

הן יכולות להיות בחירה מצוינת למטוסי כנף קבועה יעילים, שבהם זמן השהייה באוויר והאנרגיה האצורה חשובים. הסוללה עדיין חייבת לספק זרם מספיק להמראה, לטיפוס ולהפעלה במצערת מלאה, מבלי לחרוג מהמגבלות החשמליות או התרמיות שלה.

אילו סוגי מטוסי RC מתאימים היטב לסוללות Li-ion?

כנפי FPV, דאונים, דאוני מפרש, מטוסי שירות יעילים ודגמי כנף קבועה המיועדים לזמן שהייה ממושך באוויר הם מועמדים מתאימים במיוחד. מטוסי EDF, מטוסי 3D ומטוסי ספורט אגרסיביים הדורשים זרם גבוה מחייבים הערכה מדוקדקת יותר, וייתכן שסוללת LiPo מתאימה בעלת יכולת פריקה גבוהה תהיה מתאימה להם יותר.

מה עדיף למטוס RC, 18650 או 21700?

אף אחד מהפורמטים אינו טוב יותר באופן אוטומטי. יש לבחור בהתאם לקיבולת, לוואט־שעה, למשקל, ליכולת הזרם, למידות ולהתאמה של המארז המוגמר, ולא לבחור רק לפי פורמט התאים הגליליים.

האם אפשר להשתמש בסוללת Li-ion ‏4S במקום סוללת LiPo ‏4S?

אין להניח תאימות ישירה רק על סמך סימון 4S. יש לבדוק את טווח המתח בפועל, יכולת הזרם, המשקל, המידות, המחבר, הגדרות ה־ESC ומרכז הכובד של המטוס לפני שינוי הכימיה של הסוללה.

האם אפשר להשתמש בסוללת Li-ion ‏6S במקום סוללת LiPo ‏6S?

רק כאשר מערכת ההנעה המלאה ודרישות המטוס תואמות לסוללת ה־Li-ion שנבחרה. אותו מספר S אינו אומר שלשתי הסוללות יכולת זרם, משקל או מאפייני פריקה זהים.

מה עדיף למטוסים, XT60 או XT90?

השתמשו במחבר המתאים למערכת החשמל הקיימת במטוס. XT60 נפוץ בכנפי FPV ובמטוסי RC יעילים רבים, בעוד ש־XT90 נפוץ בפלטפורמות גדולות יותר בעלות כנף קבועה. בחירת המחבר לבדה אינה קובעת את ביצועי הסוללה.

האם סוללת Li-ion גדולה יותר תמיד מספקת זמן טיסה ארוך יותר?

לא. סוללה גדולה יותר אוגרת יותר אנרגיה, אך גם מוסיפה משקל. הקיבולת הנוספת משפרת את זמן הטיסה השימושי רק כאשר המטוס נשאר יעיל מספיק כדי לשאת את המסה הנוספת.

מה עדיף למטוס RC, 50D או 65E?

במסגרת פלטפורמת ה־21700 של CNHL, דגם 5000mAh 50D מציע איזון טוב יותר בין הספק לאנרגיה, בעוד שדגם 6350mAh 65E שם דגש רב יותר על אנרגיה אצורה ועל זמן שהייה באוויר. מטוסים עם דרישות המראה או טיפוס גבוהות יותר עשויים להעדיף מרווח הספק נוסף, בעוד שמטוסים יעילים מאוד עשויים להפיק תועלת רבה יותר מהאפשרות הממוקדת באנרגיה.

האם סוללות Li-ion מתאימות למטוסי סילון EDF?

אין להניח שהן מתאימות רק משום שהמתח והמחבר תואמים. מערכות EDF פועלות בדרך כלל בזרם גבוה יחסית, ולכן יש להשוות בקפידה בין דרישות הזרם בפועל של המאוורר, המנוע וה־ESC לבין המגבלות החשמליות והתרמיות של סוללת ה־Li-ion המוגמרת. עבור יישומי EDF רבים, סוללת LiPo מתאימה בעלת יכולת פריקה גבוהה עשויה להישאר הבחירה המתאימה יותר.